Метеорология Глава 7 Часть 2

Первое графическое изображение прибора, уже называемого термоскопом, опубликовано в 1620 году в фолианте «Sphaera  mundi…», [7.7.], рис. 7.5., итальянского иезуитского астронома Джузеппе Бьянкани (1566-1624). Текст о термоскопе датируется 1617 годом. Уроженец Болоньи Бьянкани учился в Падуе в иезуитском колледже в 1596-1599 годах, и именно в те годы в Университете Падуи профессором математики работал Галилей.  Бьянкани и Галилей были лично знакомы, но публичные лекции Галилея иезуит Бьянкани посещать не мог по своему религиозному статусу. В своем фолианте в разделе «III. Echometria, id est Geometrica traditio de Echo» Бьянкани описывает прибор, и так объясняет его действие:

«С помощью этого прибора, который я вполне мог бы назвать термоскопом (в фолианте на латыни написано «thermoscopium»), можно многое узнать о природе воздуха. Я слышал, что изобретателем этого является некий доктор медицины по имени Санториус, живущий в Падуе».
 
Рис.7.5. Термоскоп Санториуса по версии Бьянкини, [7.7.].

Фолиант Бьянкани (Бланкануса) чрезвычайно интересен по трем причинам:
1. здесь впервые применено наименование прибора термином «термоскоп; 
2. впервые в опубликованном научном труде дано изображение термоскопа;
3. в фолианте упоминаются работы Галилея в разделе об астрономии, но изобретателем прибора, который Бьянкани назвал термоскопом, назван «некий доктор медицины Санториус», а вовсе не Галилей.

Доктор медицины Санториус, известный как Санкториус и Санторио Санторио (1561-1636)  родился на полуострове Истрия, восточнее Венеции, работал в Польше, Венгрии, Хорватии, в Падуе и Венеции. Санторио занимался практической медициной, и проводил медицинские исследования, в ходе которых сконструировал несколько медицинских приборов, в том числе и термометр, что сделал самостоятельно, или на основе идей Галилея. В 1625 году в Венеции был издан фолиант Санторио «Sanctorii Sanctorii lustinopolitani commentaria in primam fen primi libri canonis Avicennae [etc.]», в 1626 году вышло второе издание этого фолианта. В этих работах приведено изображение термоскопа Санторио, аналогичное изображению, опубликованному в 1620 году Бьянкани, см. рис. 7.5. 

Идея Галилея нашла и других последователей, которые пошли в своих разработках дальше гениального итальянца. В их числе был уроженец Уэльса, врач и астролог Роберт Фладд (1574-1637). В фолианте Фладда «Meteorologica Cosmica», изданном во Франкфурте в 1626 году, [7.8.], приведено изображение термоскопа, имеющего 12-градусную шкалу, рис. 7.6. Роберт Фладд, вполне возможно, мог достичь еще более значительно результатов в натуральной физике, но основная сфера его интересов и занятий включала мистику, алхимию, астрологию, метафизику, и учение о макрокосме и микрокосме, и в таком качестве он остался в истории как крупный ученый 17-го века.
 
Рис.7.6. Термоскоп Фладда, [7.8.].

Известно, что Галилей использовал свои термометры для определения относительных температур в разных местах и в одном и том же месте, определения температуры  в разное время и в разные сезоны. Его метод градуировки трубки термометра неизвестен и, возможно, этом метод был произвольным. Но Галилей приводил «градусы»  в своих измерениях сделанных, термометром, т.е. его термометры как минимум не уступали по конструкции термоскопу Фладда представленному существенно позднее, но имеющему известное графическое изображение, см. рис. 7.6.
Следует, кстати, напомнить, что перевернутые воздушные термометры Галилея были подвержены изменениям атмосферного давления, и поэтому показания ни одного из них не были сопоставимы с показаниями другого воздушного термометра. Разработка герметичных термометров, показания которых зависят от теплового расширения жидкости и не зависят от атмосферного давления, потребовала еще некоторого времени.

Новость о создании Галилео прибора для измерения температуры к 1620-1640 годам распространилась из Италии по всей научной Европе. Вскоре многие европейские ученые во Франции, Германии, Англии, Голландии, и в самой Италии начали создавать свои собственные термометры, и каждый из них пытался внести те или иные улучшения в термостаты, сделанные по идее Галилея. Большим популяризатором научных знаний и «службой научных новостей» активно выступал французский богослов отец Марин Мерсенн, которого мы уже упоминали в Главе 6. Переписка Мерсенна с Галилеем, Декартом, Гюйгенсом, Робервалем и другими знаменитыми учеными заменяла в 17-м веке научные журналы 19-20 веков, и даже чудо 21-го века – интернет.

Но именно в Италии был создан первый герметичный термометр, имеющий шкалу. Работа была выполнена под руководством известного покровителя науки великого герцога Тосканского Фердинанда II Медичи (1610-1670). Примерно в 1641 году Фердинанд Медичи, проводивший серьезные самостоятельные исследования в области физики, обратил свое внимание на усовершенствование воздушного термометра. Фердинанд Медичи (вероятно мастер под его руководством) изготовил из стекла обычную конструкцию термометра, наполнил ее водным раствором до определенной высоты, а затем герметично запечатал, расплавив верхний наконечник стеклянной измерительной трубки. Так Фердинанд Медичи сконструировал первый термометр, не зависящий от атмосферного давления, что стало важнейшим шагом в разработке метеорологического прибора, применимого для точного измерения температуры. Затем этот закрытый прибор был проградуирован по градусам, путем наплавления 20-ти стеклянных «зубчиков» на трубку (рис. 7.7). [7.9.]. 

 
Рис. 7.7. Термометр Фердинанда Медичи, [7.9.].

Фердинанд Медичи использовал и другие термометры при исследованиях температуры атмосферы, проводимых в знаменитой Академии дель Чименто во Флоренции, которую он помог основать своему младшему брату Леопольдо Медичи в 1657 году. На рис. 7.8. показан подлинный настольный кластерный термометр середины 17-го века, изготовленный в Тоскане, мастер неизвестен.  Кластерный (т.е. групповой) термометр, состоит из шести стеклянных запаянных флаконов (на фото два флакона отколоты), сгруппированных на колонне, опирающейся на круглую ножку. Конструкция кластерного термометра аналогична конструкции стеклянного канделябра для свечей. Во флаконы налиты водные растворы, в которых плавают маленькие цветные стеклянные шарики разного удельного веса. Повышение и понижение температуры вызывает увеличение и уменьшение объема водного раствора, что в свою очередь вызывает движение шариков вверх или вниз. Из-за вялого движения «измерительных» шариков во флаконах декоративный кластерный термометр называли «infingardo» - «ленивый». Изобретение этой модели приписывают великому герцогу Тосканскому Фердинанду II Медичи.
 
Рис.7.8. Фотография кластерного термометра. Виртуальный музей «Галилео». Инв. № 196, общественное достояние. Источник: https://catalogue.museogalileo.it.